jeudi 10 août 2017

Flop



Simuler, ce n'est pas...

La simulation numérique, ou calcul scientifique, se développe aujourd’hui comme une discipline technique d’importance majeure dans le monde industriel (énergie, environnement, transport). Elle participe aussi fortement à l’innovation de ces secteurs, en répondant à deux objectifs principaux :
  • la maîtrise des risques techniques. Elle contribue à la constitution de dossiers règlementaires, aux démonstrations de sécurité et de fiabilité, et aux études d’impact environnementaux ;
  • la performance économique. Elle contribue à l’optimisation des produits, et à la démonstration de leur robustesse, la prédiction de leurs performances ou la réduction de leur coût de fabrication et d’utilisation.
...faire un flop !

La course à l'équipement de calcul est lancée depuis quelques décennies et fait l'objet d'une attention particulière ; le site Top500 répertorie tous les six mois les cinq cent moyens de calcul les plus performants en termes de nombre d'opérations par seconde. L'unité de mesure est le Tflop/s. T pour Téra, soit 1 million de millions, ce qui commence à faire pas mal... flop désigne une opération élémentaire. 1 Tflop/s représente une vitesse d'exécution de un million de millions d'opérations en une seconde. A titre de comparaison, pendant une seconde, une voiture élancée à 100 km/h parcourt 300 m ; la lumière ne s'embarrasse pas des contingences matérielles : dans le même temps, elle couvre plus de 300 millions de mètres, ce qui est "seulement" trois mille fois moins que le million de millions de mètres... Vertige des grands nombres !

Sans surprise, les Etats-Unis puis la Chine possèdent les parts les plus importantes de la puissance de calcul mondial : opposition et compétitions entre géants, dans ce domaine aussi !

La puissance de calcul portée en 2017 sur ces cinq cents super-ordinateurs offre une vitesse de 750.000 Tflops/s — une puissance équivalente à celle que mettrait en commun la moitié de l'humanité, si chacun disposait d'un ordinateur portable aux performances standard de 2013.

Elle consomme en outre une puissance électrique d'environ 750 MW, soit un peu plus d'un centième des besoins de puissance des cerveaux humains sur terre (on estime que le cerveau humain a besoin de 10 W : les 7 milliards que nous sommes avons besoin ensemble de 70.000 MW) ! C'est également la moitié de la puissance délivrée en France par les éoliennes à terre et en mer...

Le cerveau : lent ?

On compare souvent le cerveau à un ordinateur : si le rapprochement ne tient que par sa valeur symbolique, tant cette mécanique biologique reste encore aujourd'hui plus complexe et plus mystérieuse que le troupeau de puces dont sont constituées nos machines à traiter des 0 ou des 1, l'analogie est parfois utile... et invite à la créativité !


En 2014, une équipe de chercheurs allemands a utilisé la puissance de calcul du K, un super-ordinateur japonnais, pour simuler le fonctionnement d'un réseau de neurones. La simulation utilise des modèles mathématiques qui décrivent les phénomènes électriques en jeu dans les neurones et les synapses. Le modèle proposé ne permet de rendre compte, selon les auteurs de l'étude, que du fonctionnement d'une très faible fraction du système cérébral (1% environ !). La puissance des ordinateurs n'était pas à la hauteur de la complexité du cerveau : pour en restituer la dynamique pendant 1 seconde, il a fallu plus de 40 minutes aux quelque 82.500 processeurs de l'ordinateur ! Ce résultat était selon la communauté scientifique très prometteur...

Calculer... est-ce penser ? Nous avons encore le temps... d'y réfléchir !


www.top500.org
www.nest-initiative.org
www.clients.rte-france.com
Dino BUZZATI "Le K" (Pocket, 2002)

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